JP5897887B2

JP5897887B2 - レンズ鏡筒

Info

Publication number: JP5897887B2
Application number: JP2011265482A
Authority: JP
Inventors: 正衛宮川
Original assignee: Hanwha Techwin Co Ltd
Current assignee: Hanwha Vision Co Ltd
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2031-12-05
Also published as: JP2013117653A; KR101726691B1; KR20130062870A

Description

本発明は、レンズ鏡筒に関する。

監視カメラ等のレンズ交換可能なカメラでは、ズーム位置に応じてフォーカスを調整するバリフォーカルレンズなどのレンズが用いられている。

また、カメラに用いられるレンズ鏡筒に関し、下記の特許文献１には、シャッタブロック２２にシャッタ羽根５６，５７の最大開口径の規制位置を可変する突出部材７５が設けられ、カム筒１８の内面にはシャッタブロック２２が入り込んだときに突出部材７５に係合し、撮影レンズの焦点距離に応じてシャッタ羽根５６，５７の最大開口径を規制するカム７２が光軸を中心とする回転方向に傾斜された構成が記載されている。

特開２０００−２３５２０９号公報

従来のバリフォーカルレンズ等の交換可能な交換レンズは、絞り制御回路を有しておらず、交換レンズが備える絞り装置は、交換レンズが装着されるカメラ本体の制御回路で制御される。この際、任意の交換レンズが選択されてカメラ本体に装着されるため、カメラ側での絞り制御は、交換レンズのズーミングによる光学的な開放径の変化とは関係無く、絞り装置単体の開放端から全閉端までの全域を被写体の輝度変化に応じて制御していた。

このため、光学的な開放径がズーミングに伴って小径化した場合においても、光学的開放径に対して大きな絞り開放端で絞り装置が使用されることとなり、この結果、不要な光線、光量が撮像素子に入射することにより、有害な解像力の劣化、フレアー現象が引き起こされていた。

また、高輝度被写体においては、小絞り側における光学的な回折限界による最少絞りＦ値よりも小さな絞り径まで絞りが閉じてしまうため、小絞り回折現象による解像力の劣化が生じていた。

特許文献１に記載された構成では、シャッタ羽根５６，５７と突出部材７５が当接することで、シャッタ羽根５６，５７の最大開口径を規制している。しかしながら、この構成では、シャッタ羽根５６，５７の動きを直接規制しているため、シャッタ羽根５６，５７の縁、シャッタ羽根５６，５７に設けられた駆動レバー挿入用の孔などに損傷が生じてしまう。また、薄いシャッタ羽根５６，５７の動きを規制することによって駆動レバーの動きを規制するため、シャッタ羽根５６，５７に変形が生じ易く、本来の開口径を維持できなくなることが想定される。

更に、特許文献１に記載された構成では、シャッタ羽根５６，５７の外縁が突出部材と当接することで最大開口径は規制できたとしても、小絞り側の開口径を規制することは困難である。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、ズーム位置に応じて絞りの開口径を確実に規制することが可能な、新規かつ改良されたレンズ鏡筒を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、光束が通過する開口の大きさを可変する絞り羽根と、前記絞り羽根と係合し、回動に伴って前記絞り羽根を開き方向又は閉じ方向に駆動する駆動レバーと、ズーム位置に応じて回動する回転筒と、前記回転筒に設けられ、前記駆動レバーと当接して前記駆動レバーの駆動端位置を規定し、ズーム位置に応じて前記駆動レバーとの当接位置が変化するカム面と、を備えるレンズ鏡筒が提供される。

上記構成によれば、ズーム位置に応じて回動する回転筒に設けられたカム面は、駆動レバーと当接して駆動レバーの駆動端位置を規定する。そして、ズーム位置に応じてカム面と駆動レバーとの当接位置が変化する。従って、ズーム位置に応じて、絞り羽根の開口を最適な大きさに設定することができる。

前記カム面は、前記駆動レバーと当接して前記絞り羽根の開き方向の駆動端位置を規定する。この構成により、カム面が駆動レバーと当接して絞り羽根の開き方向の駆動端位置が規定される。従って、ズーム位置に応じて、絞り羽根の全開時の開口を最適な大きさに設定することができる。

前記カム面は、前記駆動レバーと当接して前記絞り羽根の閉じ方向の駆動端位置を規定する。この構成により、カム面が駆動レバーと当接して絞り羽根の閉じ方向の駆動端位置が規定される。従って、ズーム位置に応じて、絞り羽根の閉側の開口を最適な大きさに設定することができる。

前記カム面は、前記駆動レバーと当接して前記絞り羽根の開き方向の駆動端位置を規定する第１のカム面と、前記駆動レバーと当接して前記絞り羽根の閉じ方向の駆動端位置を規定する第２のカム面と、を含み、前記第１のカム面と前記第２のカム面は、前記回転筒における回転軸方向の位置が異なるように設けられる。この構成によれば、第１のカム面と第２のカム面は、回転筒における回転軸方向の位置が異なるように設けられるため、駆動レバーとの当接位置を回転軸方向で分離することができる。従って、絞り羽根の開き方向の駆動端位置と閉じ方向の駆動端位置を確実に規定することができる。

前記第１のカム面及び前記第２のカム面は、前記回転軸と対向する内面に設けられ、前記第１のカム及び前記第２のカムのいずれか一方が前記第１のカム及び前記第２のカムのいずれか他方よりもより回転軸に近い位置に設けられる。この構成によれば、第１のカム及び第２のカムのいずれか一方は、第１のカム及び第２のカムのいずれか他方よりもより回転軸に近い位置に設けられる。従って、駆動レバーとの当接位置を回転軸を中心とする内径方向で分離することができ、絞り羽根の開き方向の駆動端位置と閉じ方向の駆動端位置を確実に規定することができる。

本発明によれば、ズーム位置に応じて絞りの開口径を確実に規制することが可能なレンズ鏡筒を提供することができる。

本実施形態の前提となる絞り装置の概略構成を示す断面図である。本実施形態に係る絞り装置を示す模式図である。レンズ鏡筒の構成を示す模式図である。ズーム中間位置において、ズームリング及び固定筒を撮像素子側から見た状態を示す斜視図である。ズーム中間位置において、ズームリング及び固定筒を撮像素子側から見た状態を示す斜視図である。ズームリングの端面に設けられた開放側の規制を行うカム面と、小絞り側の規制を行うカム面の形状を示す斜視図である。 Tele端におけるカム面と係合ピンの係合状態を示す斜視図である。 Wide端におけるカム面と係合ピンの係合状態を示す斜視図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

まず、図１を参照して、本実施形態の前提となる絞り装置３００の概略構成について説明する。図１に示す絞り装置３００は、交換レンズのレンズ鏡筒内に設けられる。絞り装置３００は、羽根(Ａ)１０２、羽根（Ｂ）１０４を備えている。絞り駆動モーター１０６の回転軸に取り付けられた羽根駆動レバー１０８には、絞り羽根(Ａ)１０２、絞り羽根（Ｂ）１０４とかん合するピン１０８ａ，１０８ｂが設けられている。ピン１０８ａ，１０８ｂは、羽根１０２，１０４に設けられた長孔１０２ａ，１０４ａとそれぞれ係合している。それぞれの羽根１０２，１０４には、上下方向の２箇所において、図１の上下方向に延在する溝１０２ｂ，１０４ｂが設けられている。溝１０２ｂ，１０４ｂには、絞り装置３００のベース部１１０に設けられた突起１１０ａが挿入されている。羽根駆動レバー３０８の回動により、羽根（Ａ）１０２と羽根（Ｂ）１０４は、ピン１０８ａ，１０８ｂの動きに従って、光軸Ａに対し垂直方向に駆動される。これにより、羽根（Ａ）１０２と羽根（Ｂ）１０４は、レンズの光路を全開から全閉まで変化させ、撮像素子への光量を制御可能に構成されている。

絞り装置３００の全開放端及び全閉端では、羽根駆動レバー１０８と絞り装置３００のベース部１１０との当接により、全開放端及び全閉端における羽根駆動レバー１０８の角度位置が規制され、絞り装置３００単体での全開放状態及び全閉状態が保証されている。

絞り装置３００を有する監視カメラ用などのバリフォーカスレンズは、ユーザーが保有するカメラ本体に交換可能となるように、レンズ取り付け用のマウントを有している。このマウントは、一般にＣマウントやＣＳマウントと呼ばれるものである。

絞り装置３００を駆動するための絞り制御回路は、カメラ本体側に構成されている。ＣマウントやＣＳマウント対応のカメラセットなどのカメラ本体側では、絞り装置３００による絞り制御のための回路は、撮像素子に入射した光量に合わせて適正露光になるように絞り開（Ｏｐｅｎ）方向への駆動と絞り閉（Ｃｌｏｓｅ）方向への駆動を切換え制御する回路構成となっている。従って、絞り開口の制御は、交換レンズが固有に有するズーミングによる焦点距離変化と対応する絞り開放径とは関係無く、絞り装置３００自体が有する開放端から全閉端までの全域（羽根駆動レバー１０８がベース部１１０と当接する範囲）で駆動制御されることとなる。

しかしながら、多くのズーム光学系は、前述したよう焦点距離に応じて光学的な絞り開放径が変化する。すなわち、絞りの開放ＦＮoはズーミングによって変化する。このため、ズーム中間領域からテレ（Ｔｅｌｅ）領域までの間の絞り全開時の開口径は、ワイド（Ｗｉｄｅ）での全開時の開口径に対して小さい絞り径となり、Ｔｅｌｅ端において全開時の開口径は最小の値となる。つまり、テレ端においては、その最少の全開時の開口径から全閉までの絞り制御を行うことで、最良の光学性能を確保することができる。

図１に示す絞り装置３００を有する交換レンズでズーミングを行う場合、Ｗｉｄｅ側では、光学的に理想的な光量と絞り装置３００を通過した実際の入射光量とが略等価な値となるように絞り装置３００の機械的な固定絞り（図１に示すベース部１１０の開口１１０ｂの径）を設定すれば、理想の光量に対する実際の光量に大きな光量差は発生しない。

しかし、焦点距離に応じて絞りの開口径が変化する光学系においては、Ｗｉｄｅ側で固定絞りの径を理想的な値に設定しておくと、ズーム中間域からテレ端においては、実際の入射光量と光学設計上の理想の光量との間に大きな差が発生することとなる。この差は、不要な光の入射となり、不要な光量が解像力の劣化やフレアー感を発生させる要因となる。特に、近年の撮像素子の狭画素化、高画素化に伴い、レンズに求められる解像力の要求はより高くなっており、この不要光による解像力の劣化は許容することのできないレベルとなっている。

カムコーダー等など、レンズと絞り制御回路が完全に固定されたカメラセットにおいては、制御回路がズーム位置を検出して常に開放径が光学設計上の値になるように、制御的にワイド端からテレ端までの絞り開放径を可変に制御することができる。このため、レンズ交換式バリフォーカルレンズのような上述の問題は発生しない。しかし、レンズ交換可能なシステムでは、上述したような問題が発生してしまう。

このため、本実施形態では、ズーム位置に応じて絞りの開放径、全閉径を変化させることが可能な絞り装置１００を提供する。

図２は、本実施形態に係る絞り装置１００を示す模式図である。図２に示すように、本実施形態に係る絞り装置１００においては、羽根駆動レバー１０８に光軸方向に突出した係合部１０８ｃ及び１０８ｄが設けられている。

係合部１０８ｃは、絞り開放側の規制を行う係合部であり、１０８ｄは小絞り側の規制を行う係合部である。係合部１０８ｃ，１０８ｄは、その突出量とレバー回転中心Ｃからの距離がそれぞれ異なっている。後で詳細に説明するが、係合部１０８ｃ，１０８ｄは、ズーム位置を調整するズームリング２０２に設けられたカム面２０２ａ，２０２ｂと当接する。

以下、本実施形態の絞り装置１００を適用したレンズ鏡筒２００の構成について説明する。図３は、レンズ鏡筒２００の構成を示す模式図である。図３において、ズームリング２０２の回転に伴い、固定筒２０４に設けられたカム溝２０６に従って変倍レンズ２０８が光軸方向に移動する。これにより、ズームレンズとしての焦点距離が変化する。

第４群のフーカスレンズ群２０８は、光軸方向に移動されることによってピント合わせを行う。これにより、フォーカスレンズ群２０８によるピント合わせによって、最良画像が得られる様に調整される。

ズームリング２０２の後端には、光軸に対して垂直方向にカム面２０２ａ及びカム面２０２ｂが設けられている。上述した羽根駆動レバー１０８に設けられた光軸方向に突出した係合部１０８ｃは、カム面２０２ａに対して光軸方向の位置でオーバーラップしている。また、係合部１０８ｄは、カム面２０２ｂに対して光軸方向の位置でオーバーラップしている。

このような構成において、カム面２０２ａの内径寸法は、絞り装置１００が単品の場合の開放端における係合ピン１０８ｃの当接位置よりも、光軸Ａを中心として小径の位置に設定される。これにより、係合ピン１０８ｃは、開放側へ駆動した際にカム面２０２ａの内径に当接し、羽根駆動レバー１０８は絞り装置１００が単品の場合の開放端までに至らず、開放端の手前で光量が規制される。

同様に、小絞り側に対しても、カム面２０２ｂの内径寸法は、絞り装置１００の単品の小絞り端における係合ピン１０８ｄの当接位置よりも、光軸Ａを中心として小径に設定されている。これにより、係合ピン１０８ｄは、閉側に駆動した際にカム面２０２ｂに当接し、羽根駆動レバー１０８は絞り装置１００が単品の場合の小絞り端までに至らず、小絞り端の手前で光量が規制される。

カム面２０２ａの内径により、係合ピン１０８ｃとの当接により羽根駆動レバー１０８の回転角度の位置規制がなされてズーミングに伴い変化する光学的な開放径（開放ＦＮｏ．）が設定される。カム面２０２ａは、この光学的な設計上の開放径となる様に、係合ピン１０８ｃの当接面がＷｉｄｅ端からＴｅｌｅ端まで連続的に変化するカム面形状として形成されている。

同様に、カム面２０２ｂの内径により、係合ピン１０８ｄとの当接により羽根駆動レバー１０８の回転角度の位置規制がなされて、小絞り回折が発生する以前のＦＮｏ．における開放径（回折限界ＦＮｏ．）が設定される。カム面２０２ｂは、この開放径となる様に、係合ピン１０８ｄの当接面がＷｉｄｅ端からＴｅｌｅ端まで連続的に変化するカム面形状として形成されている。

図４は、ズームリング２０２及び固定筒２０４を撮像素子側から見た状態を示す斜視図であって、ズーム中間位置において、開放側への羽根駆動レバー１０８の回動規制がかっている状態を示している。図４に示すように、ユーザはズームリング２０２に設けられたつまみ２０２ｃを操作することで、ズームリング２０２を回動することができる。図４では、ズームリング２０２のカム面２０２aと羽根駆動レバー１０８の係合ピン１０６ｃとの係合状態を示している。

図４に示すように、羽根駆動レバー１０８が絞り開き側へ動くと、係合ピン１０６ｃがズームリング２０２の内径側に設けられたカム面２０２ａに当接する。これにより、羽根駆動レバー１０８の絞り開放側への動きが規制され、この結果、絞り羽根１０２，１０４の開放側への動きが規制される。

図５は、ズームリング２０２及び固定筒２０４を撮像素子側から見た状態を示す斜視図であって、ズーム中間位置において、小絞り側への羽根駆動レバー１０８の回動規制がかっている状態を示している。図５では、ズームリング２０２のカム面２０２ｂと羽根駆動レバー１０８の係合ピン１０６ｄとの係合状態を示している。

図５に示すように、羽根駆動レバー１０８が小絞り側へ動くと、係合ピン１０６ｄがズームリング２０２の内径側に設けられたカム面２０２ｂに当接する。これにより、絞り羽根１０２，１０４の小絞り側への動きが規制される。

図６は、ズームリング２０２の端面に設けられた、開放側の規制を行うカム面２０２ａと、小絞り側の規制を行うカム面２０２ｂの形状を示す斜視図である。図６に示すように、本実施形態においては、カム面２０２aとカム面２０２ｂが互いに干渉しないように、光軸方向の位置と内径寸法がそれぞれ異なるように、カム面２０２ａとカム面２０２bが配置されている。図６に示すように、カム面２０２ｂはカム面２０２ａに対して光軸方向でより被写体側に設けられている。また、カム面２０２ｂはカム面２０２ａに対してより内径側に設けられている。これにより、カム面２０２ａ，２０２ｂの干渉を防ぐことができ、確実に開放側の規制と小絞り側の規制がなされるように構成されている。

図７は、図４及び図５と同様にズームリング２０２及び固定筒２０４を撮像素子側から見た状態を示す斜視図であって、Ｔｅｌｅ端におけるカム面２０２ａと係合ピン１０８ｃの係合状態を示している。また、図８は、Ｗｉｄｅ端におけるカム面２０２ａと係合ピン１０８ｃの係合状態を示している。図７及び図８に示すように、Ｔｅｌｅ端及びＷｉｄｅ端においても、カム面２０２ａと係合ピン１０８ｃが当接することによって、開放側への羽根駆動レバー１０８の回動が規制される。また、Ｔｅｌｅ端及びＷｉｄｅ端においても、カム面２０２ｂと係合ピン１０８ｄが当接することによって、小絞り側への羽根駆動レバー１０８の回動が規制される。

以上の構成により、レンズ鏡筒のズームリング２０２をＷｉｄｅ端からＴｅｌｅ端まで回動させるズーミングに伴い、カム面２０２ａ，２０２ｂと羽根駆動レバー１０８の係合部１０８ｃ，１０８ｄの当接位置は焦点距離（ズーム位置）に対応した位置に連続的に変化し、この結果、羽根駆動レバー１０８の回動のストッパー位置は、所望の開口径となる回転角で規制されることとなる。

カム面２０２ａは、Ｔｅｌｅ端の方がＷｉｄｅ端よりも、より内径側（光軸Ａに近い側）に形成されている。このため、Ｗｉｄｅ端においては最大の絞り開口径となりＴｅｌｅ端へのズーミングに応じて開放端での開口径は徐々に小径化していき、Ｔｅｌｅ端において開口径が最小となる。これにより、絞り全開時の開口径を、光学的な設計値通りに設定することができる。

また、カム面２０２ｂによって小絞り側の最小開口径がズーミング位置に応じて規制される。従って、Ｗｉｄｅ端からＴｅｌｅ端に至るまでの全域で、小絞り回折が発生する回折限界ＦＮｏ．よりも小絞りとならないように、各々のズーム位置に応じた適正な小絞り開口径の設定が可能となる。

この結果、絞り開放側における、不要光や不要反射光の防止が可能となり、不要光入射に起因するフレアー現象や解像力の劣化を防止して良好な結像性能を確保することが可能となる。また、小絞り側においても、回折現象に伴う有害な小絞り回折による光学性能の劣化を防止することが可能となる。

なお、上述した実施形態では、ズームリング２０２の内径側にカム面２０２ａ，２０２ｂを設け、カム面２０２ａ，２０２ｂの内径に対して羽根駆動レバー１０８の係合ピン１０８ｃ，１０８ｄを当接させることで開放側と小絞り側の開口規制を行った。この構成では、カム面２０２ａ，２０２ｂはズームリング２０２の内径側に構成したが、絞り装置１００とレンズ鏡筒２００のズームリング２００の位置関係によっては、カム面２０２ａ，２０２ｂをズームリング２０２の外径側に構成しても、上記と同様の効果を得ることが可能である。

また、カム面２０２ａ，２０２ｂは、ズームリング２０２の端面に設けたが、ズーミングに応じて回動する部材であれば他の部材に設けることができる。例えば、変倍（ズーム）に応じたカムを有する他の回転カムリングにカム面２０２ａ，２０２ｂを設けた場合であっても同様の効果を得ることが可能である。

以上のように、本実施形態によれば、ズーミングにより変化する絞り開口径に合わせてズームリング２０２にカム面２０２ａを設け、絞り羽根駆動レバー１０８の突出部１０８ｃをカム面２０２ａに当接させて開口端とすることにより、全ズーミング領域において最適な開放径を設定することが可能となり、不要光を排除した良好な光学性能を確保することが可能となる。

同様に、ズームリング２０２にカム面２０２ｂを設けたことにより、小絞り側においても、ズーミングに応じて最少絞り径を任意に設定することが可能となり、光学的な設計値よりも小絞りに設定されてしまうことを確実に抑止することができる。これにより、光学的な回折限界になる以前で最少絞りを設定できるため、小絞り回折を回避して良好な光学性能を確保することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１００絞り装置
１０２，１０４絞り羽根
１０８羽根駆動レバー
２０２ズームリング
２０２ａ，２０２ｂカム面

Claims

光束が通過する開口の大きさを可変する絞り羽根と、
前記絞り羽根と係合し、回動に伴って前記絞り羽根を開き方向又は閉じ方向に駆動する駆動レバーと、
ズーム位置に応じて回動する回転筒と、
前記回転筒に設けられ、前記駆動レバーと当接して前記駆動レバーの駆動端位置を規定し、ズーム位置に応じて前記駆動レバーとの当接位置が変化するカム面と、
を備え、
前記カム面は、前記駆動レバーと当接して前記絞り羽根の開き方向の駆動端位置を規定する第１のカム面と、前記駆動レバーと当接して前記絞り羽根の閉じ方向の駆動端位置を規定する第２のカム面と、を含み、
前記第１のカム面と前記第２のカム面は、前記回転筒における回転軸方向の位置が異なるように設けられたことを特徴とする、レンズ鏡筒。
前記カム面は、前記駆動レバーと当接して前記絞り羽根の開き方向の駆動端位置を規定することを特徴とする、請求項１に記載のレンズ鏡筒。
前記カム面は、前記駆動レバーと当接して前記絞り羽根の閉じ方向の駆動端位置を規定する、請求項１に記載のレンズ鏡筒。
前記第１のカム面及び前記第２のカム面は、前記回転軸と対向する内面に設けられ、前記第１のカム面及び前記第２のカム面のいずれか一方が前記第１のカム面及び前記第２のカム面のいずれか他方よりもより前記回転軸に近い位置に設けられたことを特徴とする、請求項１に記載のレンズ鏡筒。